Paskal printsipi [osonlik bilan tushuntiriladi]

Frantsuz fizigi va matematikasi Blez Paskal (1623-1662), ehtimollik nazariyasi, matematik va tabiiy tarixga turli xil hissa qo'shgan. Eng yaxshi ma'lum bo'lgan narsa - Paskalning suyuqliklarning harakati haqidagi printsipi.

Paskalning postulati bu juda sodda, tushunarli va juda foydali. Paskal tajribalar orqali suyuqliklardagi bosim, tinch holatda, butun hajm bo'ylab va barcha yo'nalishlarda bir tekis o'tkazilishini aniqladi.

Paskalning bayonoti, Suyuqliklarni o'rganish asosida u turli xil gidravlik uskunalarini, masalan, presslar, liftlar, avtotormozlar va boshqalarni loyihalashda ishlatiladi.

Paskal printsipini tushunish uchun asosiy tushunchalar

Bosim

Bosim qo'llaniladigan kuchning maydon birligiga nisbati. Paskal, bar, atmosfera, kvadrat santimetr uchun kilogramm, psi (kvadrat dyuym uchun funt) va boshqalar kabi birliklarda o'lchanadi. [1]

Bosim qo'llaniladigan sirt yoki maydonga teskari proportsionaldir: maydon qanchalik katta bo'lsa, bosim qancha kam bo'lsa, maydon qancha kam bo'lsa, bosim shunchalik katta bo'ladi. Masalan, 2-rasmda uchi juda kichik maydonga ega bo'lgan tirnoqqa 10 N kuch ta'sir qiladi, shu bilan birga 10 N kuch shu uchi tirnoq uchidan kattaroq maydonga ega. Tirnoq juda kichik uchi bo'lganligi sababli, barcha kuch uning uchiga qo'llaniladi, unga katta bosim o'tkaziladi, chiselda esa katta maydon kuchni ko'proq taqsimlashga imkon beradi va kamroq bosim hosil qiladi.

Ushbu ta'sir qum yoki qorda ham kuzatilishi mumkin. Agar ayol sport poyafzalini yoki juda kichkina to'piq poyabzalini kiysa, juda nozik oyoq to'pig'i poyabzali bilan u ko'proq cho'kishga intiladi, chunki uning butun vazni juda kichik maydonda (to'piq) to'plangan.

Gidrostatik bosim

Bu suyuqlikni o'z ichiga olgan idishning har bir devorida tinch turgan suyuqlik tomonidan o'tkaziladigan bosimdir. Buning sababi shundaki, suyuqlik idishning shaklini oladi va u tinch holatda bo'ladi, natijada devorlarning har biriga bir xil kuch ta'sir qiladi.

Suyuqliklar

Materiya qattiq, suyuq, gaz yoki plazma holatida bo'lishi mumkin. Qattiq holatda bo'lgan materiya aniq shakli va hajmiga ega. Suyuqliklar ma'lum hajmga ega, ammo aniq shaklga ega emas, ularni o'z ichiga olgan idish shaklini qabul qiladi, gazlar esa na aniq hajmga, na aniq shaklga ega.

Suyuqliklar va gazlar "suyuqlik" deb hisoblanadi, chunki bularda molekulalar kuchsiz birlashuvchi kuchlar tomonidan ushlab turiladi, chunki ular o'zlari tarkibidagi idishda harakatlanib, oqimga moyil bo'lsalar. Suyuqliklar doimiy harakatda bo'lgan tizimlardir.

Qattiq moddalar unga ta'sir etadigan kuchni, suyuqlik va gazlarda bosim o'tkaziladi.

Paskalning printsipi

Frantsuz fizigi va matematikasi Blez Paskal ehtimollar nazariyasi, matematikasi va tabiiy tarixida turli xil hissa qo'shgan. Suyuqlik xatti-harakatlarida uning nomini olgan printsip eng yaxshi tanilgan. [2]

Paskal printsipining bayonoti

Paskal printsipi yopiq va siqilmaydigan suyuqlikning istalgan joyiga tushadigan bosim suyuqlik bo'ylab barcha yo'nalishlarda teng ravishda uzatilishini bildiradi, ya'ni suyuqlik bo'ylab bosim doimiydir. [3].

Paskal printsipining namunasini 3-rasmda ko'rish mumkin. Teshiklar idishda yasalgan va tiqilib, keyin suv (suyuqlik) bilan to'ldirilgan va qopqoq qo'yilgan. Idishning qopqog'iga kuch qo'llanilganda, suvda har tomonga teng bosim ko'rsatilib, teshiklarda bo'lgan barcha tirnoqlar chiqib ketadi.

Uning taniqli tajribalaridan biri Paskalning shpritsi bo'lgan. Shprits suyuqlik bilan to'ldirilgan va naychalarga ulangan, shprits pistoniga bosim o'tkazilganda suyuqlik har bir naychada bir xil balandlikka ko'tarilgan. Shunday qilib, dam olayotgan suyuqlik bosimining oshishi butun hajm bo'ylab va har tomonga bir tekis uzatilishi aniqlandi. [4].

Paskal printsipining qo'llanilishi

Ning ilovalari Paskal printsipi Ular kundalik hayotda ko'plab gidravlik uskunalarda, masalan, gidravlik presslar, ko'targichlar, tormozlar va jaklarda ko'rish mumkin.

Shlangi press

Shlangi press bu kuchlarni kuchaytirishga imkon beradigan qurilma. Paskal printsipiga asoslangan ishlash printsipi presslarda, liftlarda, tormoz tizimlarida va turli xil gidravlik qurilmalarda qo'llaniladi.

Yog '(yoki boshqa suyuqlik) bilan to'ldirilgan va bir-birlari bilan bog'langan turli xil maydonlardan iborat ikkita tsilindrdan iborat. Shilingga mos keladigan ikkita piston yoki piston ham joylashtiriladi, shunda ular suyuqlik bilan aloqa qilishadi. [5].

Shlangi pressning namunasi 4-rasmda keltirilgan. Maydonlari A1 kichikroq bo'lgan pistonga F1 kuchi qo'llanilganda, suyuqlikda bir zumda silindrlarga uzatiladigan bosim hosil bo'ladi. A2 kattaroq maydonga ega pistonda F2 kuchi qo'llaniladi, bu qo'llanilganidan ancha katta, bu A2 / A1 maydonlarining nisbatlariga bog'liq.

Mashq 1. Avtomobilni ko'tarish uchun siz gidravlik kriko qurmoqchisiz. Shlangi qo'chqor pistonlarining diametrlari qanday munosabatda bo'lishi kerak, shunda 100 N kuch bilan u 2500 kg og'irlikdagi mashinani kattaroq pistonga ko'tarishi mumkin? 5-rasmga qarang.

Biznes

Shlangi krikolarda Paskal printsipi bajariladi, bu erda gidravlik kriko ichidagi yog 'bosimi bir xil, ammo pistonlar turli joylarga ega bo'lganda kuchlar "ko'paytiriladi". Shlangi kriko pistonlarining maydon nisbatlarini aniqlash uchun:

• Avtomobil ko'tarilishi kerak bo'lgan 2.500 kg massani hisobga olgan holda, avtomobil og'irligi Nyutonning ikkinchi qonuni yordamida aniqlanadi. [6]

Sizni maqolani ko'rishga taklif qilamiz Nyuton qonunlari "oson tushuniladi"

• Paskal printsipi qo'llaniladi, pistonlardagi bosimlarni tenglashtiradi.
• Plungerlarning maydon aloqasi tozalanadi va qiymatlar almashtiriladi. 6-rasmga qarang.

Pistonlarning maydonlari 24,52 nisbatiga ega bo'lishi kerak, masalan, sizda 3 sm radiusli kichik piston bo'lsa (A maydoni₁= 28,27 sm²), katta piston 14,8 sm radiusga ega bo'lishi kerak (A maydoni A)₂= 693,18 sm²).

Hidrolik lift

Shlangi ko'taruvchi bu og'ir narsalarni ko'tarish uchun ishlatiladigan mexanik moslama. Shlangi ko'targichlar ko'plab avtoulov do'konlarida avtomobillarni ta'mirlashni amalga oshirish uchun ishlatiladi.

Shlangi ko'targichlarning ishlashi Paskal printsipiga asoslanadi. Asansörler, odatda, pistonlara bosim o'tkazish uchun yog 'foydalanadi. Elektr dvigatel eng kichik maydonga ega bo'lgan pistonga bosim o'tkazadigan gidravlik nasosni faollashtiradi. Eng katta maydonga ega bo'lgan pistonda kuch "ko'paytiriladi", ta'mirlanadigan transport vositalarini ko'tarishga qodir. 7-rasmga qarang.

Mashq 2. Eng kichik pistonning maydoni 28 sm2, eng katta pistonning 1520 sm2 bo'lgan gidravlik ko'targich bilan ko'tarilishi mumkin bo'lgan maksimal yukni toping, qachonki maksimal kuch ishlatilishi mumkin bo'lsa, 500 N ga qarang. shakl 8.

Biznes:

Paskal printsipi gidravlik ko'targichlarda bajarilganligi sababli, pistonlar ustidagi bosimlar teng bo'ladi, shuning uchun kichikroq pistonga berilishi mumkin bo'lgan maksimal kuchni bilib, katta pistonga beriladigan maksimal kuch (F2) hisoblanadi, chunki 9-rasmda ko'rsatilgan.

Ko'tarilishi mumkin bo'lgan maksimal og'irlikni (F2) bilib, massa Nyutonning ikkinchi qonuni [6] yordamida aniqlanadi, shu bilan og'irligi 2766,85 kg gacha bo'lgan transport vositalarini ko'tarish mumkin. 10-rasmga qarang. 8-rasmdagi jadvalga ko'ra, o'rtacha transport vositalarining ko'taruvchisi faqat o'rtacha massasi 2.500 kg bo'lgan ixcham avtomobillarni ko'tarishi mumkin bo'ladi.

Shlangi tormozlar

Avtotransport vositalarida tormozlar ularni sekinlashtirishi yoki to'liq to'xtatishi uchun ishlatiladi. Umuman olganda, gidravlik tormozlar rasmda ko'rsatilganidek mexanizmga ega. Tormoz pedalini bosish kichik maydon pistoniga uzatiladigan kuchni qo'llaydi. Qo'llaniladigan kuch tormoz suyuqligi ichida bosim hosil qiladi. [7].

Suyuqlikda bosim barcha yo'nalishlarda, kuch kuchaygan ikkinchi pistonga qadar uzatiladi. Piston disk yoki barabanlarda harakatlanib, transport vositasining shinalarini tormozlaydi.

Natijalar

Paskal printsipi tinch holatdagi siqilmaydigan suyuqliklar uchun bosim butun suyuqlik davomida doimiyligini bildiradi. Yopiq suyuqlikning har qanday joyiga tushadigan bosim barcha yo'nalishlarda va hislarda teng ravishda uzatiladi.

Ning dasturlari orasida Paskal printsipi Qurilmaning pistonlaridagi maydonlarning o'zaro bog'liqligiga ko'ra, kuchlarni kuchaytirishga imkon beradigan asboblar, presslar, liftlar, tormozlar va jakchalar kabi ko'plab gidravlik uskunalar mavjud.

Bizning veb-saytimizda ko'rib chiqishni to'xtatmang Nyuton qonuni, Termodinamik tamoyillarThe Bernulli printsipi boshqalar orasida juda qiziqarli.

MA'LUMOTLAR

[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7]